[汽車行業(yè)管理]汽車變速器性能檢測試驗臺畢業(yè)設(shè)計說明書

1、（汽車行業(yè)）汽車變速器 性能檢測試驗臺畢業(yè)設(shè)計說明書多年的企業(yè)咨詢顧問經(jīng)驗.經(jīng)過實戰(zhàn)撿證可以落地執(zhí)行的卓趣管理方案值得您下石20XX年XX月前言由于發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩和車輛驅(qū)動輪所需的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩之間存在著矛盾，須設(shè) 立傳動系來調(diào)節(jié)發(fā)動機的性能，即通過傳動系改變傳動比，將發(fā)動機的動力傳遞給驅(qū) 動車輪，以適應(yīng)外界負(fù)荷和道路條件變化的需要。車輛行駛性能的好壞.不僅取決于 發(fā)動機，而且在很大程度上仍依賴于傳動系以及傳動系和發(fā)動機的匹配變速器是現(xiàn)代汽車重要的組成部分。研究變速器和發(fā)動機的聯(lián)合工作特性，需要對變 速器的性能進(jìn)行臺架試驗，變速器的維修需要進(jìn)行故障診斷試驗。國內(nèi)變速器性能檢 測設(shè)備尚處于研

2、究發(fā)展階段。本文所設(shè)計的變速器性能檢測試驗臺能夠為變速器的性 能或故障診斷提供參考數(shù)據(jù)，具有以下功能：提供的動力能模擬變速器在汽車上的使 用工況：負(fù)載能模擬汽車的道路行駛阻力：能檢測變速器的特性參數(shù)及系統(tǒng)汕壓、流 it、溫度等數(shù)據(jù)“隨著汽車市場的朱斷擴大，汽車行業(yè)對變速器的需求不斷增長，對汽車變速器的質(zhì)量 要求也越來越髙，這就要求既要有髙科技的加工手段，又要有髙質(zhì)量的檢測設(shè)備，但 目前國內(nèi)釆用的檢測手段仍不能全部滿足現(xiàn)狀的要求，主要表當(dāng)下檢測產(chǎn)品單壹，跟 不上產(chǎn)品的變化.檢測手段落后，不能滿足某些指標(biāo)的檢測，檢測效率低，不能滿足 生產(chǎn)需要。因此研制壹臺手動汽車變速器試驗臺，就更顯得迫切和需要。

3、根拯要求本人設(shè)計了壹款汽車變速器性能檢測試驗臺，由于時間倉促和知識水平有限， 論文中的錯誤和不足在所難免，請各位老師給予批評指正。第1章汽車變速器試驗臺概述1.1汽車變速器試驗臺資料調(diào)査變速器是現(xiàn)代汽車重要的組成部分。研究變速器和發(fā)動機的聯(lián)合工作特性，需要對變 速器性能進(jìn)行臺架試驗，變速器的維修需要進(jìn)行故障診斷。對變速器檢測項目及檢測 方法進(jìn)行了研究.設(shè)計了適合汽車維修企業(yè)使用的變速器試驗臺。汽車變速器性能檢 測試驗臺能夠為變速器的性能或故障診斷提供參考數(shù)據(jù)，具有以下功能；提供的動力 能模擬變速器在汽車上的使用工況；負(fù)載能模擬汽車的道路行駛阻力：能檢測變速器 變速器的特性參數(shù)及系統(tǒng)汕壓、流量溫

4、度等數(shù)據(jù)。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科技的進(jìn)步，我國汽車工業(yè)發(fā)展十分迅速，汽車保有量和日劇 增，汽車不再是渴望不可求的奢侈品，它已經(jīng)逐漸的進(jìn)入百姓家中。變速器作為汽車 傳動總成的關(guān)鍵部件，其性能的好壞直接影響到汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性。因 此，人們對變速器的性能要求越來越髙。當(dāng)下市場上的變速器細(xì)分為5類：手動變速器（MT）.自動機械式變速器（AMT）、無 級變速器（CVT）、雙離合器變速器（DCT）、和自動變速器（AT）,不同的變速器都有 各自的優(yōu)勢。亳無爭議的說，自動變速器是未來變速器發(fā)展的壹個重要的方向。據(jù)測， 2013年歐洲變速器市場上，配備手動變速器的汽車將占52%,配備自動手動變速器的

5、 將占10%,配備無級變速器的將占2%,配備雙離合變速器的將占16%,配備自動變速 器的將占20%o從之上數(shù)據(jù)我們能夠見出，手動變速器仍然占有很大份額。為此，我 國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對新生產(chǎn)和維修后的變速器都要求進(jìn)行臺架試驗，但目前只有規(guī)模較大的 變速器生產(chǎn)廠擁有專業(yè)的變速器試驗臺，而且這些髙價格的試驗臺主要依賴進(jìn)口。這 種狀況適成了手動變速器開發(fā)周期的緩慢，使變速器生產(chǎn)商在對產(chǎn)品修改時沒有壹個 固泄的標(biāo)準(zhǔn)，只能盲目的、嘗試性的、試探性的修改，對工時.材料浪費嚴(yán)重。為此, 研制出壹套先進(jìn)實用、價格適中的變速器試驗臺成為市場的迫切需要。21世紀(jì)是汽車工業(yè)飛速發(fā)展的時代，現(xiàn)代先進(jìn)的技術(shù)和生產(chǎn)方式得到大而積推

6、廣，產(chǎn) 品的生產(chǎn)效率大大提高，汽車工業(yè)逐步成為許多國家的支柱產(chǎn)業(yè)，為了控制汽車產(chǎn)品 質(zhì)量，提髙汽車品質(zhì)，勢必對其總成及零部件提岀更高更嚴(yán)格的要求?？墒?，原來的 生產(chǎn)和試驗方式已經(jīng)顯然不能滿足現(xiàn)代髙效率X公司生產(chǎn)的需要。汽車普遍裝備了變 速器，變速器維修有壹個廣闊的市場.設(shè)汁適應(yīng)于汽車維修企業(yè)的變速器臺架性能試 驗臺，將提髙自動變速器維修質(zhì)量，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。因此，對汽車手動變速器試驗臺 的研究具有特別重要的意義。因此，下面介紹的試驗臺系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了變速器綜合性能的在線檢測，且詳細(xì)敘 述了該試驗臺系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)及工作原理及其控制軟件的開發(fā)及實現(xiàn)。目前國內(nèi)的汽 車變速器試驗臺自動化程度低、測試過

7、程依賴于測試者的經(jīng)驗。該試驗臺系統(tǒng)自動程 度高、測試多、實時性強且完全可靠。具體說來，該試驗臺系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：可進(jìn) 行幾種不同型號變速器及其擴展類型變速器的性能測試；測試過程可智能控制：短時 間內(nèi)可完成綜合性能（換檔、加載、同步器）測試；運行參數(shù)可實時顯示；可進(jìn)行故 障的自動檢測、報警及處理等。12國內(nèi)外發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀汽車試驗主要分為汽車道路試驗和汽車臺架試驗倆個部分。汽車道路試驗在汽車工業(yè) 發(fā)展的初期就得到了充分重視，成為汽車設(shè)計所必須依賴的壹個方而，且出現(xiàn)壹些專 業(yè)汽車試驗場。二次世界大戰(zhàn)以后，汽車實驗技術(shù)進(jìn)入壹個新的發(fā)展時期，這壹方而 是由于汽車生產(chǎn)發(fā)展的需要，另壹方而也是許多相鄰工業(yè)

8、、相鄰學(xué)科發(fā)展和滲透的結(jié) 果。汽車空氣動力特征、車輛地而學(xué)、車輛結(jié)構(gòu)強度和載荷、車輛工作過程等試驗研 究都涉及到多方而的試驗理論和技術(shù)，如系統(tǒng)分析、相似理論.誤差理論、數(shù)據(jù)隨機 處理等，這些基礎(chǔ)性的研究工作有力地推動了汽車試驗工作的發(fā)展。我們國家也隨著 汽車工業(yè)的發(fā)展也建立若個大型試車場，如湖北襄樊試車場、海南試車場和泄遠(yuǎn)試 車場等。汽車道路試驗壹般試驗周期長、成本髙，容易受自然條件影響。因此開發(fā)相關(guān)實驗臺 架是技術(shù)發(fā)展的必然趨勢隨著電子技術(shù)和微機控制技術(shù)的快速發(fā)展，臺架試驗已經(jīng) 成為汽車整車及其部件各種性能的主要試驗手段，在國內(nèi)外無論是研究單位仍是制造 單位的研究水平越高，其臺架設(shè)備也就越先

9、進(jìn)。臺架試驗同樣也是汽車零配件在開發(fā) 設(shè)計中主要的試驗手段，借助臺架試驗對相關(guān)零部件或者總成的各項運行參數(shù)進(jìn)行測 試，通過分析比較從而得出生產(chǎn)的產(chǎn)品是否滿足要求，且為開發(fā)新產(chǎn)品取的必要的技 術(shù)數(shù)據(jù)。從某種程度上說，檢測設(shè)備的水平就是其產(chǎn)品質(zhì)咼水平的標(biāo)志。近二十年間，世界電子技術(shù)的飛速發(fā)展大大加快了汽車技術(shù)的發(fā)展步伐。這期間，變 速器檢測診斷技術(shù)隨著單子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)、傳感技術(shù)的發(fā)展而 不斷發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)普遍應(yīng)用髙新技術(shù)改進(jìn)和完善汽車變速器檢測診斷 設(shè)備，各種新型設(shè)備不斷出現(xiàn)，且向多功能.小型化、數(shù)字化、智能化和綜合化的方 向發(fā)展。對于國外來說，美國SWRLX公司最

10、新推出的壹款全電控機械驅(qū)動方式AMT的換擋執(zhí) 行機構(gòu)就是采用了全電系統(tǒng)設(shè)計。這樣的設(shè)訃能夠有效避免選檔和換擋時發(fā)生干涉的 問題。日本汽車工程組織也有類似的試驗項目。此外，根據(jù)檢索,在美國也有汽車變速 器檢測試驗方法獲得國家專利局授權(quán),且公開轉(zhuǎn)讓。這些試驗項目的開發(fā)為汽車整車及 自動變速器的生產(chǎn)廠家提供了良好的依據(jù)，促進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的提髙?？墒?，國外的這些試驗 項目主要是針對變速器的研發(fā)和生產(chǎn),而對于維修企業(yè)或者變速器翻新企業(yè)來說，仍沒 有比較合適的試驗標(biāo)準(zhǔn)來檢測汽車變速器的綜合性能。對于國內(nèi)來說，目前中國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中制上了許多汽車零部件總成的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和試 驗方法，如制動器、轉(zhuǎn)向器.機械變速器、減

11、謖器等，甚至細(xì)致到對壹些總成的部件，都有 相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。而對于汽車手動變速器,由于起步較晚，國內(nèi)有能力生產(chǎn)汽車變速骼的 多為合資企業(yè)，因此國家尚未建立比較完整的試驗方法和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，而針對汽車變速器 性能的臺架試驗方法更是屈指可數(shù)。目前僅有汽車用液力變扭器臺架試驗方法、汽車 機械式變速器臺架試驗方法、汽車用液力變扭器技術(shù)條件，更沒有建立相應(yīng)的評價指標(biāo)。 第2章總體方案設(shè)計2.1系統(tǒng)介紹該系統(tǒng)采用雙變頻電機模擬汽車變速器實現(xiàn)工況，從而實現(xiàn)對變速器性能的真實檢測。 電機的控制通過西門子6SE70系列變頻器來實現(xiàn)。該系統(tǒng)變頻器采用交流矢量控制技 術(shù)，對大功率交流電機實現(xiàn)了精確控制。因為該系統(tǒng)中變頻器

12、數(shù)量不多.數(shù)據(jù)傳輸量 不大，采用RS485總線來實現(xiàn)工控機和變頻器之間的通訊，滿足了實時性要求。由于 PLC控制穩(wěn)左、可靠，所以自動換檔執(zhí)行機構(gòu)（機械手）采用PLC控制務(wù)來實現(xiàn)不同 型號變速器的自動換檔動作。2.1.1系統(tǒng)要求廠方要求試驗臺系統(tǒng)能夠在線檢測變速器的綜合性能，包括以下試驗：（1）各檔換檔試驗；（2）變速器加載能力測試；3）變速器操縱（同步器）性能的測試；（4）跳檔檢測；（5）變速器的疲功壽命試驗；1：g重力加速度，(kg/m2)：du/dt一一行駛加速度，(m/s2),其余各項阻力計算出。4.1.2正拖和反拖的實現(xiàn)在試驗臺進(jìn)行正向轉(zhuǎn)矩加載試驗過程中，驅(qū)動側(cè)電機處于電動機狀態(tài).其供

13、電裝置工 作在整流狀態(tài)，將電網(wǎng)電能轉(zhuǎn)化為機械能，以驅(qū)動被試變速器：而加載側(cè)電機處于發(fā) 電機狀態(tài)，供電裝置工作在逆變狀態(tài)，將機械能轉(zhuǎn)化為電能，通過變頻調(diào)速器的直流 母線回饋給驅(qū)動電機，形成電封閉加載，能量使用效率很髙。在試驗臺進(jìn)行反拖試驗 時，驅(qū)動側(cè)電機處于發(fā)電狀態(tài)，加載側(cè)電機處于電動機狀態(tài)，整個試驗系統(tǒng)構(gòu)成了能 量封閉系統(tǒng)。正拖正拖傳動路徑，如圖4.1.2(1)所示。圖 4.1.2 (1)驅(qū)動端電機相當(dāng)于行駛中的汽車發(fā)動機，而加載電機是變速器所受的負(fù)載，模擬行駛 中汽車的載荷。(2) 反拖反拖路徑圖，如圖4.1.2 (2)所示。圖4丄2 (2)當(dāng)離合器脫開時，加載電機帶動變速器以及離合器摩擦片

14、空轉(zhuǎn)，驅(qū)動電機不停機，此 時，相當(dāng)于汽車駕駛員腳踏離合器，使離合器分離，進(jìn)行掛檔以避免齒輪產(chǎn)生沖擊。當(dāng)離合器閉合時，相當(dāng)于發(fā)動機制動狀態(tài)，如汽車在下坡時，因質(zhì)雖:的分力作用而加 速，此時若頻繁地使用車輪制動器，將會使其過熱，也很危險。此時如果將選檔手柄 置于低檔，且且將發(fā)動機油門松到最小，汽車慣性經(jīng)驅(qū)動輪.變速器反拖發(fā)動機，驅(qū) 動力消耗到發(fā)動機升速上，就是利用發(fā)動的摩擦阻力來制動汽車，使汽車下坡減速， 起到輔助制動的作用。因此，在反拖時，依次完成變速器壹檔至五檔以及倒檔的動態(tài) 換檔性能的測試，且模擬發(fā)動機制動，進(jìn)行反拖試驗。4.2物料搬運裝宜設(shè)計421概述物料搬運是利用人力或搬運機械，按要求將

15、物料從壹個位置移動到列壹個位置，為實 現(xiàn)特泄目的而進(jìn)行的有效作業(yè)的總稱。在工廠中，為了減輕工人的勞動量，物料搬運 壹般采用自動化機構(gòu)，達(dá)到提髙工作效率的目的。物料搬運設(shè)計應(yīng)注意以下幾個原則：(1) 系統(tǒng)原則：物料搬運系統(tǒng)是壹個系統(tǒng)，必須從提髙系統(tǒng)效率的角度來研究和改善 各個環(huán)節(jié)和設(shè)備，不能孤立地處理某壹個問題，以免使整個系統(tǒng)不協(xié)調(diào)，收不到預(yù)期 的效果。（2）及時原則：必須按時按要求準(zhǔn)確的把機器運送到指左地點。（3）節(jié)能原則：必須以節(jié)省能源為原則。（4）經(jīng)濟(jì)原則：要以經(jīng)濟(jì)、實用作為評價優(yōu)劣的重要準(zhǔn)則，追求的目標(biāo)是效益最髙， 而不是費用最省。（5）環(huán)境保護(hù)原則：環(huán)境保護(hù)是規(guī)劃設(shè)計現(xiàn)代物料搬運系統(tǒng)必

16、須注意的壹個原則.特 別是要盡呈減小噪音。422方案提出上下料機構(gòu)應(yīng)采用自動化，達(dá)到提髙工作效率的目的，減輕工人的勞動強度。上下料 機構(gòu)可采用多種方案，達(dá)到自動化要求，常用方案有如下幾種：方案壹：自動懸掛式輸送機。該機構(gòu)采用液壓缸驅(qū)動，使機械手自動夾緊和松開，且自動提升和下降工件，采用電動機帶動蝸桿使蝸輪轉(zhuǎn)動.從而使該機構(gòu)可 旋轉(zhuǎn)壹個角度，使工件放于工作臺。方案二：采用推式懸掛輸送機。這是壹種自動化程度較髙的綜合性運輸設(shè)備，其主要 部件：牽引元件.滑架、軌道、承載小車、驅(qū)動裝置等。方案三：自動導(dǎo)向地而搬運車。該機構(gòu)采用自動導(dǎo)向，無需駕駛員.隨機操作，車倆 能沿著預(yù)泄的路線行駛。此機構(gòu)可配上輔助

17、裝卸機構(gòu)，如機械手、動力或無動力的軌 道、推桿、汕缸、翻桿機構(gòu)等，則可使整個裝卸運輸過程自動化。從各方而進(jìn)行比較, 本試驗臺上下料機構(gòu)采用第壹種方案。該機構(gòu)和裝配線和變速器性能試驗臺的布局圖 如下圖所示：約 860mm裝配線HY7-130變速器上下料裝置約 900mmHY7-130變速器性能試驗臺圖4.1裝配線和變速器性能試驗臺的布局圖機械手從裝配線上把變速器抓緊且提升旋轉(zhuǎn)120度角后放變速器于試驗臺上該種布局 適合壹個工人完成變速器的上下料操作和檢測變速器的全過程，達(dá)到精減人員，提髙 工作效率的目的。該機構(gòu)的提升用液壓缸來實現(xiàn)。液壓傳動和電氣、機械等傳動相比 較，具有以下的優(yōu)占（1）液壓傳動

18、裝冒的重疑輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。（2）能在很大的調(diào)整范用內(nèi)實現(xiàn)無級變速匚（3）傳遞運動均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時速度較穩(wěn)定。（4）操作簡單，便于實現(xiàn)自動化，特別是電液聯(lián)合應(yīng)用時，能夠完全充分發(fā)揮倆者的 優(yōu)點。（5）易于實現(xiàn)過載保護(hù)。（6）可實現(xiàn)低速的強力傳動，無需減速器。液壓傳動也有其自身缺點：液壓系統(tǒng)中的漏汕，影響運動平穩(wěn)性和正確性。1）因液體中含有空氣容易產(chǎn)生噪聲，且使低速運動不平穩(wěn)。（2）溫度變化時，液體粘性變化，引起傳動特性的變化。（3）液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較困難。液壓缸和其他容積式液動機壹樣，都是靠密封的工作容積來傳遞力和速度的液壓缸密 封的好壞，直接影響液壓桿的工作

19、性能，因此密封是液壓結(jié)構(gòu)組成中的壹個重要環(huán)節(jié)。 為了設(shè)計出好的液壓缸，在設(shè)計密封時，應(yīng)對密封提出以下要求：（1）密封件適用的溫度范圍廣；（2）密封件使用壽命長：（3）密封結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便：（4）密封處的摩擦力要?。海?）在壹立的工作壓力下，保證良好的密封，使其泄漏量為最小。提髙液壓缸效率的措施：（1）密封圈密封當(dāng)液壓缸采用密封圈密封時，由于基本上杜絕了泄漏，因此容積效率 很髙，液壓缸的效率近似等于它的機械效率。壹般來說，工作壓力越髙，液壓缸的效 率越髙。應(yīng)該著重減小靜摩擦力來提髙啟動機械效率。（2）間隙密封對采用間隙密封的液壓缸，容積效率隨工作壓力的提髙和間隙的增大而 降低，機械效率則恰好相

20、反。4.23液壓缸的選擇液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的、做直線往復(fù)運動（或擺動運動）的液圧執(zhí)行元件。 它結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠。用它來實現(xiàn)往復(fù)運動時，可免去減速裝置.且且沒有傳動間 隙，運動平穩(wěn)，因此在各種機械的液壓系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。液壓缸部件通常能夠分為柱塞式、活塞式和差動式三種。壹般根據(jù)上下料裝置的總體 結(jié)構(gòu)、缸的總壓力大小及工作條件的要求來選左。柱塞式液壓缸，此結(jié)構(gòu)在水壓機中應(yīng)用最多，廣泛應(yīng)用于工作缸、回程缸、工作臺移 動缸及平衡缸等處。它結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但只能正向作用，反向運動則需用回程 缸來實現(xiàn)，故在此不選用。差動柱塞式液壓缸多用于回程缸，該種結(jié)構(gòu)多壹處密封，但當(dāng)回程缸裝在橫梁上時

21、， 和活動橫梁的連接比較簡單?；钊揭簤焊?，活塞在運動的倆個方向上都要求密封，因此缸的內(nèi)表而在全長上均需 加工，精度及光潔度要求較髙，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，適用于其他輔助機構(gòu)，英行程不受限 制。因此通過比較選用活塞式液壓缸。其結(jié)構(gòu)如圖423。1 一缸底2彈簧擋圈3套環(huán)4一卡環(huán)5活塞6-0型密封圈7支撐環(huán)8擋圈9Y型密封圈10缸桶11 一管接頭12 導(dǎo)向套13缸蓋14 一防塵圈15活塞桿16定位螺釘17耳環(huán)圖423活塞式液壓缸結(jié)構(gòu)圖43夾緊機構(gòu)設(shè)計431夾緊機構(gòu)的組成和選擇夾緊機構(gòu)是用以裝夾工件的壹種裝置。其作用是將工件立位，以使工件獲得相對于機 床的正確位置，且把工件可靠的夾緊。設(shè)計夾具時，工件夾緊方

22、法的確左，是在工件宦位基準(zhǔn)、夾具左位機構(gòu)和導(dǎo)向裝置的 結(jié)構(gòu)確泄之后進(jìn)行的，但工件的夾緊同工件的左位和導(dǎo)向裝置是密切聯(lián)系著的，因此 在設(shè)計夾具時，這幾個方面應(yīng)當(dāng)同時考慮。在進(jìn)行夾緊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，必須首先確左夾緊機構(gòu)的下列主要項目：夾緊力的 作用點、方向和大?。粖A緊動力的種類；最合理的夾緊結(jié)構(gòu)示意圖及傳動方式等。英 中夾緊力的作用點和方向，在制左機床方案進(jìn)行工藝分析時就已經(jīng)確左了，且且以特 姝的符號表示在被加工零件工序圖中，以作為夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。設(shè)計時要根據(jù)工件 特點.工藝方法、加工情況（粗、精加工：單而、多而加工等）以及工件的定位安裝形式 等因素來選擇夾緊機構(gòu)的形式。設(shè)計夾緊機構(gòu)時，應(yīng)

23、注意滿足以下基本要求：（1）保證加工精度夾緊機構(gòu)應(yīng)能保證工件可靠地接觸相應(yīng)的泄位基而，夾緊后不許破壞 工件的正確位宜。夾緊后，工件在加工過程中，不應(yīng)由于切削力的作用而產(chǎn)生位移和晃動。為此，必須 保證夾緊機構(gòu)能產(chǎn)生龍夠的夾緊力，同時仍要求具有較髙的剛性。由于組合機床通常 都是多而多刀同時進(jìn)行加工，夾具往往在較大的切削力作用下工作，提高夾緊機構(gòu)的 剛性，是十分重要的，因此組合機床夾具的夾緊螺栓.壓板和傳動杠桿等通常都比較 粗大，以保證其足夠的剛性。夾緊工件時，不應(yīng)破壞的已加工表而，也不應(yīng)引起工件過大的變形，夾緊機構(gòu)應(yīng)力求 使工件夾緊穩(wěn)泄和變形較小。為此，應(yīng)當(dāng)正確地選擇夾緊部位和設(shè)置輔助支承等。當(dāng)加

24、工剛性很差的工件時，或在精加工機床夾具上，夾緊機構(gòu)應(yīng)能保證夾緊力有調(diào)節(jié) 的可能性。保證生產(chǎn)率夾緊機構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有適當(dāng)?shù)淖詣踊潭?。夾緊動作要力求迅速，多壓板夾 緊時要力求采用聯(lián)動夾緊機構(gòu)，以縮短輔助時間。由于組合機床是適用于成批和大量生產(chǎn)的專用機床因此有條件釆用比較完善的夾緊 機構(gòu)和實現(xiàn)夾緊自動化。保證工作可靠壹具有自鎖性能夾緊機構(gòu)除了應(yīng)當(dāng)能產(chǎn)生足夠的夾緊力外，通常仍要 求具有自鎖性能以保證它的工作可靠性。在自動夾緊或用自動扳手夾緊的夾緊機構(gòu)中，通常使其中間傳動機構(gòu)具有自鎖性，以 保證在撤除夾緊動力后工件仍不致于松開。氣動夾緊通常也需要有自鎖環(huán)節(jié)，以保證在圧縮空氣中斷或失壓時.工件在加工過程 中不

25、致松開。只有當(dāng)切削過程比較穩(wěn)立和切削力不大的情況下，例如在攻絲機床上， 采用氣動夾緊才能夠不帶自鎖環(huán)節(jié)。液壓夾緊不一泄需要有自鎖環(huán)節(jié)，但有了自鎖環(huán)肖以后，不僅能夠使油路卸荷，而且也 是壹種安全的保險播施。組合機床夾具常用的自鎖夾緊機構(gòu)有：螺旋夾緊機構(gòu)：楔鐵夾緊機構(gòu)和偏心輪夾緊機 構(gòu)。（4）結(jié)構(gòu)緊湊簡單在保證加工精度、滿足生產(chǎn)率要求和工作可靠性的原則下.夾緊力應(yīng) 越小越好.這樣碎以避免使用龐大而復(fù)雜的夾緊機構(gòu)和減小夾壓變形。（5）操作方便，使用安全由于組合機床生產(chǎn)率較高，操作比較頻繁.因此夾緊機構(gòu)應(yīng)當(dāng) 操作方便省力，采用手動夾緊機構(gòu)時，需要的操作力通常不應(yīng)超過810公斥。采用夾具裝夾工件，既可準(zhǔn)

26、確確左工件的相對位宜，降低對工人的技術(shù)要求，保證加 工表而的位置精度，又可減少工人裝卸工件的時間和勞動強度，提髙勞動生產(chǎn)率。本試驗臺釆用裝夾機構(gòu)是使被測工件相對試驗臺占有正確位置且保持其位置不變，以 保證檢測過程的安全性和準(zhǔn)確性。裝夾機構(gòu)的基本組成：立位元件、夾緊裝置、夾具 體。本次設(shè)訃采用氣動夾緊。氣缸的選擇：（1）類型的選擇1）根據(jù)工作要求和條件正確選擇氣缸的類型。要求氣缸到達(dá)行程終端無沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲應(yīng)選擇緩沖氣缸: 要求重量輕，應(yīng)選輕型缸：要求安裝空間窄且行程短，可選薄型缸：有橫向負(fù)載，可 選帶導(dǎo)桿氣缸：要求制動精度髙，應(yīng)選鎖緊氣缸：不允許活塞桿旋轉(zhuǎn)，可選具有桿不 回轉(zhuǎn)功能氣缸：髙溫

27、環(huán)境下需選用耐熱缸；在有腐蝕環(huán)境下，需選用耐腐蝕氣缸。在 有灰塵等惡劣環(huán)境下，需要活塞桿伸出端安裝防塵罩。要求無污染時需要選用無給汕 或無油潤滑氣缸等。2）根據(jù)安裝形式根據(jù)安裝位置、使用目的等因素決左。在壹般情況下，釆用固定式氣缸。在需要隨工 作機構(gòu)連續(xù)回轉(zhuǎn)時（如車床.磨床等），應(yīng)選用回轉(zhuǎn)氣缸。在要求活塞桿除直線運動外, 仍需作圓弧擺動時，則選用軸銷式氣缸。有特殊要求時，應(yīng)選擇相應(yīng)的特殊氣缸。3）根據(jù)作用力的大小即缸徑的選擇。根據(jù)負(fù)載力的大小來確立氣缸輸岀的推力和拉力。壹般均按外載荷理 論平衡條件所需氣缸作用力，根據(jù)不同速度選擇不同的負(fù)載率，使氣缸輸出力稍有余 Mo缸徑過小，輸出力不夠，但缸徑

28、過大，使設(shè)備笨重，成本提髙.又增加耗氣量， 浪費能源。在夾具設(shè)計時，應(yīng)盡量采用擴力機構(gòu)，以減小氣缸的外形尺寸。4）活塞行程和使用的場合和機構(gòu)的行程有關(guān)，但壹般不選滿行程，防止活塞和缸蓋相碰。如用于 夾緊機構(gòu)等，應(yīng)按計算所需的行程增加1020 mm的余量。5）活塞的運動速度主要取決于氣缸輸入壓縮空氣流量、氣缸進(jìn)排氣口大小及導(dǎo)管內(nèi)徑的大小。要求髙速 運動應(yīng)取大值。氣缸運動速度壹般為50800 mm/So對髙速運動氣缸，應(yīng)選擇大內(nèi)徑的 進(jìn)氣管道：對于負(fù)載有變化的情況，為了得到緩慢而平穩(wěn)的運動速度，可選用帶節(jié)流 裝宜或氣一液阻尼缸，則較易實現(xiàn)速度控制。選用右流閥控制氣缸速度需注意：水平 安裝的氣缸推動

29、負(fù)載時，推薦用排氣節(jié)流調(diào)速：垂直安裝的氣缸舉升負(fù)載時，推薦用 進(jìn)氣節(jié)流調(diào)速：要求行程末端運動平穩(wěn)避免沖擊時，應(yīng)選用帶緩沖裝置的氣缸。4.3.2選擇氣缸本試驗臺中，需要氣缸具有較大的行程以利于工件的裝卸，選擇活塞式氣缸，其特點: 行程不受限制，可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計，夾緊作用力不隨行程長短而變。夾緊機構(gòu)的氣 壓缸設(shè)汁應(yīng)考慮活塞桿的直線和復(fù)合運動，推動小車的氣缸的行程很大，必須用活塞 式氣缸。如圖432為活塞式氣缸結(jié)構(gòu)。1J3彈簧擋圈2防塵壓板3防塵圈4導(dǎo)向套5桿側(cè)端蓋6活塞桿7缸筒8緩沖墊9一活塞10活塞密封圈11一密封圈12耐磨環(huán)14無桿側(cè)端蓋圖4.3.2活塞式氣缸結(jié)構(gòu)圖上圖為最常用的單桿雙作用普

30、通活塞式氣缸的基本結(jié)構(gòu)，氣缸壹般由缸簡、前后缸蓋、 活塞、活塞桿.密封件和緊固件等零件組成。缸筒7和前后缸蓋固立連接。有活塞桿側(cè)的缸蓋5為前缸蓋，缸底側(cè)的缸蓋14為后缸 蓋。在缸蓋上開有進(jìn)排氣通口，有的仍沒有氣緩沖機構(gòu)。前缸蓋上，設(shè)有密封圈.防 塵圈3,同時仍設(shè)有導(dǎo)向套4,以提髙氣缸的導(dǎo)向精度?；钊麠U6和活塞9緊固相連。活塞上除有密封圈101防止活塞左右倆腔相互漏氣外，仍有耐磨環(huán)12以提髙氣缸的 導(dǎo)向性：帶磁性開關(guān)的氣缸.活塞上裝有磁環(huán)。活塞倆側(cè)常裝有橡膠墊作為緩沖墊8。 如果是氣緩沖，則活塞倆側(cè)沿軸線方向設(shè)有緩沖柱塞.同時缸蓋上有緩沖節(jié)流閥和緩 沖套，當(dāng)氣缸運動到端頭時，緩沖柱塞進(jìn)入緩沖套，

31、氣缸排氣需經(jīng)緩沖節(jié)流閥，排氣 阻力增加，產(chǎn)生排氣背壓，形成緩沖氣墊，起到緩沖作用。433計算氣缸的拉力變速器采用支口左位，氣缸的夾緊力是工件的翻轉(zhuǎn)力矩。HY7-13O變速器的質(zhì)量為56Kg,工件重心到翻轉(zhuǎn)點O的水平距離為x=160mni夾緊力到翻轉(zhuǎn)點的垂直距 離為y=210mm.則重力G=mg=56*9.8=548N,重力沿翻轉(zhuǎn)點O產(chǎn)生的翻轉(zhuǎn)力矩 M=Gx=548.8* 16O=878O8N.mm這克服該轉(zhuǎn)矩所需的夾緊力為F=M/G=87808/210=390N取安全系數(shù)S=l3,則實際所需夾緊力F0=SF=1.3*390=506N氣缸的工作壓力范圍為O406Mpa,取p=0.5Mpa，n=0

32、.8D=( 1.01-1.09)=( 1.01-1.09)=(1.01-1.09)圓整后且考慮到英他情況氣缸內(nèi)徑取D=70mm活塞桿直徑d=(060.4)D=(820)mm查表可取d=22mm氣缸的材料選45號鋼。4.4主傳動機構(gòu)設(shè)計主軸釆用滾動軸承倆點支撐，汕潤滑，彈性聯(lián)軸器和主軸相聯(lián)接再通過同步器變速， 達(dá)到實驗的預(yù)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行實驗。4.4.1同步器原理介紹下而給出的是汽車傳動系統(tǒng)中變速器的傳動簡圖以及同步器在汽車傳動系統(tǒng)中變速的 簡單原理。三軸五檔變速器傳動簡圖如下，此變速器有五個前進(jìn)檔和壹個倒檔，由殼體、第壹軸 (輸入軸)、中間軸、第二軸(輸出軸)、倒檔軸、各軸上齒輪、操縱機構(gòu)等幾部分組

33、 成。1 輸入軸2軸承3接合齒圈4同步環(huán)5輸出軸6中間軸7接合套8中間軸常嚙合齒輪圖441 (1)三軸五擋變速器傳動簡圖倆軸五檔變速器傳動簡圖如下，和傳統(tǒng)的三軸變速器相比，由于省去了中間軸，所以 壹般檔位傳動效率要高壹些：可是任何壹檔的傳動效率又都不如三軸變速器直接檔的 傳動效率髙。1 輸入軸2接合套3里程表齒輪4同步環(huán)5半軸6主減速器被動齒輪7差速器殼8半 軸齒輪9行星齒輪10. 11 輸岀軸12主減速器主動齒輪13.花鍵轂圖4.4.1 （2）倆軸五檔變速器傳動簡圖同步器有常壓式慣性式和自行增力式等種類。這里僅介紹目前廣泛采用的慣性式同 步器。慣性式同步器是依靠摩擦作用實現(xiàn)冋步的，在英上而設(shè)

34、有專設(shè)機構(gòu)保證接合套和待接 合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。慣性同步器按結(jié)構(gòu)又分為鎖環(huán)式和鎖銷式倆種。其工作原理能夠北京BJ212型汽車三檔變速器中的二、三檔同步器為例說明。花鍵轂 7和第二軸用花鍵連接，且用墊片和卡環(huán)作軸向左位。在花鍵轂倆端和齒輪1和4之間， 各有壹個青銅制成的鎖環(huán)（也稱同步環(huán)）9和5。鎖環(huán)上有短花鍵齒圈，花鍵齒的斷而 輪娜尺寸和齒輪1，4及花鍵轂7上的外花鍵齒均相同在倆個鎖壞上，花鍵齒對著接 合套8的壹端都有倒角（稱鎖止角），且和接合套齒端的倒角相同。鎖環(huán)具有和齒輪1和4上的摩擦而錐度相同的內(nèi)錐而，內(nèi)錐而上制岀細(xì)牙的螺旋槽， 以便倆錐而接觸后破壞汕

35、膜，增加錐而間的摩擦。三個滑塊2分別嵌合在花鍵轂的三 個軸向槽11內(nèi)，且可沿槽軸向滑動。在倆個彈簧圈6的作用下，滑塊壓向接合套，使 滑塊中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中，起到空檔左位作用?；瑝K2的 倆端伸入鎖環(huán)9和5的三個缺口 12中。只有當(dāng)滑塊位于缺口 12的中央時，接合套和 鎖環(huán)的齒方可能接合。圖4.4.1 （3）北京BJ212型汽車三檔變速器中的二、三檔同步器設(shè)計中只用到了簡單的倆檔變速機構(gòu)采用同步濡變速極為方便，既能達(dá)到變速目的， 又比購買變速裝置節(jié)省資金。442選擇電動機電動機選擇的基本原則是：（1）根據(jù)生產(chǎn)機械調(diào)速的要求選擇電動機的種類。（2）工作過程中電動機容量要得到

36、充分利用。（3）根據(jù)工作環(huán)境選擇電動機的結(jié)構(gòu)型式。應(yīng)該強涮，在滿足設(shè)計要求情況下優(yōu)先考慮采用結(jié)構(gòu)簡單，價格便宜，使用維護(hù)方便 的三相交流異步電動機。正確選擇電動機容量是電動機選擇中的關(guān)鍵問題。電動機容量讓算有倆種方法，壹種 是分析訃算法，另壹種是統(tǒng)汁類比法。分析汁算法是按照機械功率估計電動機的工作 情況，預(yù)選壹臺電動機，然后按照電動機實際負(fù)載情況做出負(fù)載圖，根據(jù)負(fù)載圖校驗 溫升情況，確定預(yù)選電動機是否合適.不合適時再重新選擇，直到電動機合適為止。電動機容量的分析計算在有關(guān)論著中有詳細(xì)介紹，這里不再重復(fù)。在比較簡單、無特 姝要求、生產(chǎn)數(shù)量又不多的電力拖動系統(tǒng)中，電動機容量的選擇往往采用統(tǒng)計類比法

37、, 或者根據(jù)經(jīng)驗釆用工程估算的方法來選用，通常選擇較大的容量，預(yù)留壹泄的裕量。 根拯設(shè)訃方案的要求，動力源選用髙精度直流調(diào)速電機，采用徳國西門子公司調(diào)速系統(tǒng)，具有開停、調(diào)整方便、準(zhǔn)確可靠、噪音低等特點，但壹般用途的Y（ZP44） 系列三相異步電動機，由于試驗臺在加載方式的情況下進(jìn)行主傳動功率較大，及參考壹 汽長春齒輪廠所用的ZXNT-2型變速器性能試驗機和實際情況資金等問題，確左選用 Y112M-4型電動機，額宦功率為4Kw,滿載轉(zhuǎn)速1440r/min.4.43計算傳動裝豊總傳動比和分配各級傳動比傳動比壹般按以下原則分配：使各級傳動承載能力大致相等；使減速器尺寸和質(zhì)量較 ?。皇垢骷夶X輪圓周速度較?。翰捎糜捎跐櫥瑫r，使0級齒輪副的大齒輪浸油深度相 差較小。低速級大齒輪直接影響減速器尺寸和重量，減小低速級傳動比，即減小了低速級大齒 輪及包容它的機體尺寸和重量。增大髙速級大齒輪的尺寸，減小了和低速級大齒輪的 尺寸差，有利于各級齒輪同時汕浴潤滑；同時髙速級小齒輪尺寸減小后，降低了